Фамилия Ломаченков образована по одной из самых распространённых в русском языке моделей: с помощью суффикса -ов, присоединённого к основе Ломаченко. Сама основа — украинская или южнорусская фамилия Ломаченко, которая, в свою очередь, происходит от прозвища или имени Ломака. Таким образом, Ломаченков — это типичный пример русификации украинской фамилии: при переезде носителя фамилии Ломаченко в великорусские губернии или при записи в ревизские сказки к ней добавляли фамильный суффикс -ов, чтобы привести её в соответствие с местной нормой.

Корень ломак- связан с глаголом «ломать». В старину Ломакой могли называть человека грубого, неотёсанного, своенравного — того, кто «ломается через колено», не слушается, делает по-своему. В словаре Владимира Даля «ломака» — это «ломовой извозчик» или «упрямец». Однако у слова был и прямой, бытовой смысл: ломакой называли большой нож для щепания лучины или же инструмент для ломки льда. В этом случае прозвище мог получить мастер, работавший с таким инструментом, или человек, занимавшийся ломкой камня, льда, заготовкой леса.

В ономастике известна и вторая, менее очевидная версия: основа Ломаченко могла восходить не к прозвищу, а к уменьшительной форме крестильного имени — например, от Галактион через народное Ломака. В народе сложные греческие имена нередко сокращали до простых и звучных форм. Но для фамилии Ломаченков этот путь менее вероятен: слишком устойчива семантика глагола «ломать» в русских говорах.

Географически фамилия Ломаченков почти наверняка имеет южнорусские или украинские корни. Суффикс -енко характерен для Украины и южных областей России, а добавление -ов сверху — признак того, что предок носителя фамилии перебрался в регион, где действовали великорусские нормы фамилообразования. Встречается Ломаченков в основном в Курской, Белгородской, Воронежской областях, а также в Ростовской — то есть в зоне активного смешения украинского и русского населения.

С точки зрения социального статуса, носители фамилии Ломаченков в большинстве своём были крестьянами или однодворцами. Фамилии на -енко в XVII–XVIII веках часто фиксировали за казаками и черносошными крестьянами, а русифицированная форма на -ов указывает на то, что род уже в XIX веке жил в условиях общероссийского крепостного или государственного учёта.